[发明专利]锂离子电池电解液及其制备方法、锂离子电芯、锂离子电池包及其应用

说明书

本发明公开了一种锂离子电池电解液及其制备方法、使用该种锂离子电解液的锂离子电芯和锂离子电池包及其应用，所述锂离子电池电解液包括溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂包括化合物A和化合物B，所述化合物A为烷基二碳酸酯化合物，所述化合物B为环状磺酸酯化合物或环状硫酸酯化合物；与现有技术相比，该锂离子电池电解液通过将烷基二碳酸酯化合物与环状磺酸酯化合物或环状硫酸酯化合物组合用作添加剂使用，发挥二者的协同作用，可以取得比单独使用其中任一种添加剂更优异的改善效果，通过将该锂离子电池电解液应用在锂离子电池上，可以有效提升锂离子电池的循环性能，减少锂离子电池的高温存储产气量，改善了锂离子电池的性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液及其制备方法和使用该锂离子电池电解液的锂离子电芯、锂离子电池包及其应用。

背景技术

近些年来，锂离子电池的应用越来越广泛，无论是消费电子产品、电动汽车还是电动工具领域，锂离子电池正全面取代其他类型电池。虽然不同应用领域对锂离子电池的性能要求不尽相同，但长的循环寿命和低的高温存储产气量是绝大多数应用领域对锂离子电池性能的基本要求。为此，锂离子电池学术界和产业界投入了大量的研发资源。

锂离子电池主要由正极、负极、电解液及隔膜组成，作为关键材料的电解液在锂离子电池中起到传输锂离子和传导电流的作用，是连接正负极电极材料的桥梁，它的性能直接影响着着锂离子电池性能。目前，锂离子电池电解液主要由溶剂、锂盐和添加剂三部分组成；溶剂通常为环状碳酸酯溶剂(如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等)和线性碳酸酯溶剂(如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等)的混合物；锂盐一般采用六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟磷酸锂(LiPF₄)等为导电盐；而添加剂的种类繁多，其在电解液中所占的比例很小，但是添加后功能明显，研究发现，通过在电解液中添加不同添加剂的方式可以明显改善锂离子电池的某项性能。

现有专利文件1(CN109888386A一种锂离子电池电解液及含该电解液的锂离子电池)，其通过添加链状含硫酯类化合物和环状磺酸酯类化合物，优化电池体系的循环性能和储存性能，并且使电池体系具有较低的阻抗，达到电池高低温兼顾的综合效果。专利文件2(CN109904515A锂离子二次电池)通过添加环状磺酸酯化合物和氟代硼酸酯化合物来提高锂离子电池的高温性能和低温性能。对比文件3(CN103594729A一种用于锂离子电池的电解液)通过添加三种添加剂：含氟磺酰亚胺锂、碳酸酯类化合物或磺酸酯类化合物、磷酸酯类化合物来满足锂离子电池在低温放电和高温循环过程中的性能需求。

总而言之，通过添加不同的添加剂及不同量的添加剂以改善锂离子电池的性能是锂离子电池领域现阶段的研究热点，特别是添加两种或以上添加剂。因此，有必要提供一种新的包括两种或以上添加剂的锂离子电池电解液，能提高锂离子电池的性能。

发明内容

针对上述需求，本发明的主要目的之一在于提供了一种锂离子电池电解液，可以改善锂离子电池的循环性能，同时降低锂离子电池高温存储产期量。

本发明的目的之二在于提供上述锂离子电池电解液的制备方法；

本发明的目的之三在于提供上述锂离子电池电解液应用于锂离子电芯及锂离子电池包；

本发明的目的之四在于提供上述锂离子电池包应用于电子产品、交通工具或电动工具。

一种锂离子电池电解液，包括溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂包括化合物A和化合物B，所述化合物A为烷基二碳酸酯化合物，其结构式为：

其中，R1、R2为碳原子数1～4的烷基；所述化合物B为环状磺酸酯化合物或环状硫酸酯化合物。

优选地，所述烷基二碳酸酯化合物为焦碳酸二甲酯(L1)、焦碳酸二乙酯(L2)、二碳酸二叔丁酯(L3)中的一种以上。

优选地，所述环状磺酸酯化合物的结构式为：其中R3为碳原子数2-6的烷基、亚烷基；